(57)【要約】  藻類の乾燥粉末の有する光合成色素の分解を低減しつつ、該乾燥粉体に含まれる芽胞菌を含む一般生菌を殺菌することができる藻類粉体の乾熱殺菌方法の提供することを目的とし、藻類の乾燥粉末を処理室内で乾熱殺菌する方法であって、該処理室の酸素分圧を大気酸素分圧よりも低くし、且つ１００〜１５０℃の加熱処理を行うことを特徴とする藻類粉体の乾熱殺菌方法を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
藻類の乾燥粉末を処理室内で乾熱殺菌する方法であって、
該処理室の酸素分圧を大気酸素分圧よりも低くし、且つ
１００〜１５０℃の加熱処理を行うことを特徴とする藻類粉体の乾熱殺菌方法。
【請求項２】
前記処理室を減圧することを特徴とする請求項１記載の藻類粉体の乾熱殺菌方法。
【請求項３】
前記処理室に不活性ガスを導入することを特徴とする請求項１記載の藻類粉体の乾熱殺菌方法。
【請求項４】
前記処理室を減圧した後、不活性ガスを導入することを特徴とする請求項１記載の藻類粉体の乾熱殺菌方法。
【請求項５】
前記藻類が、藍藻類アルスロスピラ属スピルリナ（Ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ  Ａｒｔｈｒｏｓｐｉｒａ  ｐｌａｔｅｎｓｉｓ（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａ））であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の藻類粉体の乾熱殺菌方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、藻類原末の殺菌方法に関する。より詳しくは、食品及び医薬品原料に用いられる藻類の乾燥粉体に含まれる有用成分である光合成色素の分解を低減しつつ、該乾燥粉体を乾熱殺菌する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機能性食品の一つとして藍藻類が近年注目されている。藍藻類アルスロスピラ属スピルリナ（Ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ  Ａｒｔｈｒｏｓｐｉｒａ  ｐｌａｔｅｎｓｉｓ（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａ））は、幅が０．００５〜０．００８ｍｍ、長さが０．３〜０．５ｍｍ程度のらせん形をした濃緑色の単細胞微細藻類藍藻であり、アフリカ等の赤道近辺の湖に自生している。その湖は強アルカリ性であり、強い太陽光線が当たるために水温が３０〜３５℃にもなる。このような特殊環境に育つスピルリナを培養することが可能であり、大日本インキ化学工業株式会社（現ＤＩＣ株式会社）が量産化に成功している。【０００３】
スピルリナには、フィコシアニン（フィコシアノビリン）、クロロフィルａ、カロテノイド類（ゼアキサンチン）等の抗酸化作用がある光合成色素の他、各種アミノ酸、ビタミン・ミネラル類、食物繊維、多糖体、リノール酸、γ−リノレイン酸、イノシトール、ＳＯＤ、核酸等の栄養素が豊富に含まれている。このスピルリナの藻体を乾燥させた粉体（原末）は、顆粒状又は錠剤に成形されたサプリメント（栄養補助食品）あるいは食品素材などとして市場に流通している。【０００４】
自然界とほぼ同様の環境で培養されているため、屋外の培養槽で大量に培養されたスピルリナを回収した藻体及び原末には、一般に、スピルリナ以外の微生物（細菌類）が含まれる。該細菌類のほとんどは、乾燥した粉体の状態にすることによって死滅するが、一部には芽胞を形成することによって乾燥状態であっても死滅せずに残るものがある。残存した細菌類は、通常の栄養補助食品用途としては全く問題にならない量である。しかし、例えば医薬品原料として使用する場合には強力な殺菌処理によって、これらの芽胞を除去することが必要である。【０００５】
一般には、芽胞を殺菌する方法として、例えば飽和水蒸気圧下、１２１℃で２０分以上処理するオートクレーブ殺菌法や、１８０℃３０分以上または１６０℃１時間以上で処理する乾熱殺菌法等が知られる。また、食品用原料に含まれる芽胞の殺菌法として、アルコール及び食品用乳化剤による殺菌法も提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０９６８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記オートクレーブ殺菌法では、水蒸気によって原末の乾燥粉体が湿ってしまうので、品質の劣化を招く恐れがあり、余計な再乾燥工程が必要となる。また、前記乾熱殺菌法では、原末の乾燥粉体を乾燥雰囲気下で殺菌できる利点があるが、高温加熱処理によって、前記栄養素が分解してしまう問題がある。また、前記特許文献１にて提案されている殺菌方法では、原末の乾燥粉体にアルコール溶液を添加することにより、原末に含まれる前記栄養素がアルコール溶液に抽出されてしまう問題も生じる。【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、藻類の乾燥粉末が有する光合成色素の分解を低減しつつ、該乾燥粉体に含まれる当該藻類以外の細菌を殺菌することができる乾熱殺菌方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の乾熱殺菌方法は、藻類の乾燥粉末を処理室内で乾熱殺菌する方法であって、該処理室の酸素分圧を大気酸素分圧よりも低くし、且つ１００〜１５０℃の加熱処理を行うことを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の乾熱殺菌方法は、請求項１において、前記処理室を減圧することを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の乾熱殺菌方法は、請求項１において、前記処理室に不活性ガスを導入することを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の乾熱殺菌方法は、請求項１において、前記処理室を減圧した後、不活性ガスを導入することを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の乾熱殺菌方法は、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記藻類が、藍藻類アルスロスピラ属スピルリナ（Ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ  Ａｒｔｈｒｏｓｐｉｒａ  ｐｌａｔｅｎｓｉｓ（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａ））であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の乾熱殺菌方法によれば、藻類の乾燥粉末が有する光合成色素の分解を低減しつつ、該乾燥粉体中の芽胞菌を含めた一般生菌を殺菌することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明の乾熱殺菌方法は、自然界に自生する藻類又は人工的に培養された藻類を回収した藻体を乾燥することによって得られた乾燥粉体を乾熱殺菌することにより、該乾燥粉体が有する光合成色素（フィコシアニン（ＰＣ）、クロロフィル（Ｃｈｌ）、ゼアキサンチン等のカロテノイド類（ＴＣ））の分解を低減しつつ、該乾燥粉体に含まれる当該藻類以外の細菌類（以下では、一般生菌という。）を殺菌するものである。
【００１２】
前記藻類としては、光合成色素として、フィコシアニン、クロロフィル、及びカロテノイド類のうち何れか１つ以上を含むものであれば特に制限されない。例えば、藍藻類に属するスピルリナ、およびスイゼンジノリ、紅藻類に属するアサクサノリ、テングサ、およびフノリ、緑藻類に属するアオノリ、およびクロレラ、褐色類に属するコンブ、ワカメ、ヒジキ、およびモズク等が挙げられる。
これらのなかでも、本発明の効果が優れることから、少なくともフィコシアニンを含有する藻類が好ましく、少なくともフィコシアニンを含有する藍藻がより好ましく、少なくともフィコシアニンを含有するアルスロスピラ属の藍藻がさらに好ましく、フィコシアニン、クロロフィル、及びカロテノイド類を含有するスピルリナが最も好ましい。
【００１３】
前記乾燥粉体を得る方法としては、公知の方法で行えば良く、例えば前記藻類を含む溶液又はスラリーを霧状にして熱風中に噴霧することによって、該藻類を数秒のうちに乾燥させるスプレードライ法などが適用される。このとき、藻類の有する前記光合成色素の分解を抑制するために、スプレードライヤーの排風温度は７０〜１００℃の範囲に設定される。なお、前記藻類のうち、コンブ等の大きな藻類は予め細かく粉砕した状態で前記溶液又はスラリーに含まれるようにしておくことで、前記スプレードライ法を適用することができる。
このようにして得られた乾燥粉体１ｇ中には、通常、一般生菌が１〜１０万個程度含まれている。強力な殺菌処理を必要とする芽胞菌は、この内、数千〜２万個程度である。
【００１４】
本発明の乾熱殺菌方法に用いうる乾熱殺菌装置としては、後述する機能をもつ処理室（処理容器）を備えるものであって、該処理室の温度を室温〜１６０℃に制御することが可能であれば特に制限されない。
【００１５】
前記処理室は、その内部の雰囲気を低酸素分圧にすることができる機能をもつ。
ここで、該低酸素分圧とは、大気の酸素分圧よりも低い酸素分圧であることをいう。大気圧は１０１．３ｋＰａであり、一般に、大気中の酸素濃度は２０〜２１％であるから、大気の酸素分圧は約２０．３ｋＰａ〜２１．３ｋＰａである。
【００１６】
本発明の乾熱殺菌法は、前記処理室の酸素分圧を前記大気の酸素分圧よりも低くして行うものである。該処理室の酸素分圧としては、前記光合成色素の分解を低減する効果が優れることから、４．５ｋＰａ以下が好ましく、０．１ｋＰａ以下がより好ましく、０．０２ｋＰａ以下がさらに好ましい。
上記酸素分圧とした処理室内において、前記乾燥粉体を１００〜１５０℃、好ましくは１１０〜１５０℃、より好ましくは１２０〜１５０℃で加熱処理することによって、該乾燥粉体内に含まれる一般生菌を乾熱殺菌することができる。このとき、該乾燥粉体全体を１００〜１５０℃とすることができれば、どのような態様で殺菌してもよいが、加熱による昇温を均一かつ迅速に行うためには、例えば該乾燥粉体をステンレス製のバットに広げて加熱する方法が好ましい。
【００１７】
本発明の乾熱殺菌法における処理時間としては、該一般生菌を充分に殺菌できる処理時間であることが望ましい。具体的には、前記バットに広げられた乾燥粉体のかさ密度や該乾燥粉体の粒径にもよるが、通常１〜５０時間、好ましくは１〜２４時間、より好ましくは１〜８時間の処理時間で、該乾燥粉体に当初含まれていた１万個以上の菌を、２０００個以下に殺菌することができる。
一方、処理時間を上記よりも長くした場合は、殺菌効果を高めることはできても、該乾燥粉体が有する前記光合成色素の分解が進んでしまう。すなわち、芽胞菌を含む一般生菌の殺菌効果と、光合成色素の分解低減効果とは、トレードオフの関係にあるため、該処理時間としては、充分に一般生菌を殺菌できる限りにおいてなるべく短い方が好ましい。
【００１８】
本発明の乾熱殺菌法において、前記処理室の酸素分圧を前記大気の酸素分圧よりも低くする好適な方法として、前記処理室を減圧する方法が挙げられる。具体的には、例えば真空ポンプによって前記処理室の空気を排気して減圧すればよい。このとき、該処理室の真空度を例えば２０ｋＰａとした場合、該処理室の酸素分圧を約４ｋＰａ（２０×０．２）とすることができる。したがって、該酸素分圧を低くすることにより、前記光合成色素の分解低減効果を高めることができるため、該真空度としては、２０ｋＰａ以下が好ましく、０．５ｋＰａ以下がより好ましく、０．１ｋＰａ以下がさらに好ましい。
【００１９】
このような減圧方法によれば、前記処理室内の酸素分圧を低下させることができるほか、該乾燥粉体に残存する水分を蒸発させて、該乾燥粉体の乾燥度をより高めることができる。
【００２０】
また、前記処理室の酸素分圧を前記大気の酸素分圧よりも低くする別の好適な方法として、前記処理室に不活性ガスを導入する方法が挙げられる。該不活性ガスとしては、窒素ガスやヘリウム・アルゴンガスが好ましい。
前記処理室に不活性ガスを導入することにより、該処理室の空気を追い出し置換して、該処理室の酸素分圧を低下させることができる。
この不活性ガスの導入方法によれば、前記減圧方法を行う場合に必要となる耐圧性処理室及び真空ポンプ等を必要とせず、より単純な装置構成を有する乾熱殺菌装置で行うことができる。
【００２１】
さらに、前記処理室の酸素分圧を前記大気の酸素分圧よりも低くする他の好適な方法として、前記処理室を減圧した後、不活性ガスを導入する方法が挙げられる。
この方法によれば、該処理室を前述の方法等によって減圧して真空（０．１ｋＰａ以下）とした後、該処理室を不活性ガスでパージすることによって、真空を引いた後に該処理室に残存する酸素ガスを該不活性ガスパージによりさらに除くことができる。
【００２２】
本発明の乾熱殺菌方法は、低い酸素分圧雰囲気下で前記乾燥粉体を加熱処理することによって、前記光合成色素の分解を低減しつつ前記一般生菌を殺菌することができるという、本発明者らの鋭意研究により見出された事実に基づくものである。このような顕著な効果が得られるメカニズムは未解明であるが、酸素による光合成色素の酸化分解が加熱処理によって促進されることを抑制できるためであると考えられる。
【００２３】
上述した本発明の乾熱殺菌方法によれば、カロテノイド、フィコシアニン、及びクロロフィルの分解を低減しつつ前記一般生菌の殺菌を行うことができるが、その分解の低減の度合は、各光合成色素によって異なる。通常、本発明の乾熱殺菌の前後において残存する各色素の残存率は、カロテノイドの残存率が７０質量％以上、フィコシアニンの残存率が５０質量％以上、クロロフィルの残存率が６０質量％以上となる。
【００２４】
本発明の乾熱殺菌法において、充分に殺菌した後で最も残存率の高い光合成色素はカロテノイド類であり、次いでクロロフィルがフィコシアニンよりも微差で残存率が高い傾向が見られる。この原因の詳細は不明であるが、フィコシアニンは蛋白質とフィコシアノビリンとから構成される複雑な光合成色素であるため、比較的単純な化学構造のカロテノイド類やクロロフィルよりも分解されやすいためであると考えられる。
【００２５】
興味深いことに、前記処理室の酸素分圧を大気酸素分圧よりも低くする方法として、該処理室を減圧することにより真空度０．１ｋＰａ以下において加熱処理を行った場合には、カロテノイド類の残存率と遜色の無いフィコシアニンの残存率とを得ることができる。一方、該真空度が２０ｋＰａ以上の大気圧側に近い条件において加熱処理を行った場合、又は該処理室を減圧した後に若しくは該処理室を減圧せずに不活性ガスを導入して加熱処理を行った場合には、カロテノイド類の残存率よりもフィコシアニンの残存率の方が明らかに劣る傾向が見られる。
したがって、前記光合成色素のうち、フィコシアニンの分解を低減することを主眼においた場合には、当該処理室の真空度を０．１ｋＰａ以下にして加熱処理を行うことが好ましい。
【００２６】
また、本発明の乾熱殺菌方法は、光合成色素を含む乾燥粉末であれば広く適用可能であり、藻類由来の乾燥粉末のほか、野菜ジュースを乾燥粉末としたもの等にも用いられる。
【実施例】
【００２７】
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。【００２８】
スピルリナの培養液から藻体（生菌）をろ布（１２０メッシュ）で濾過して回収し、該藻体を蒸留水で洗浄した後、排風温度９０℃に設定したスプレードライ法によって乾燥粉体とした。該乾燥粉体を用いて、以下の実施例及び比較例を試験した。
また、該乾燥粉体の光合成色素の含有量は、財）日本健食・栄養食品協会「スピルリナ食品品質規格基準」（平成２１年３月６日改定）に記載の「総カロテノイドの定量」、「クロロフィルａ分析法」、及び「フィコシアニン分析法」に従って分析した。
さらに、該乾燥粉体に含まれる一般生菌数は、標準寒天平板培養法（３５℃、４８時間培養）にて測定した。その結果を表２の比較例１として示す。【００２９】
［実施例１〜９、１１、および１２］
前記乾燥粉体１００ｇをステンレス製の丸型バット（φ１４０ｍｍ）に均一に広げて、該バットを乾熱殺菌装置の処理室へ設置した。つぎに、真空ポンプを用いて、該処理室を表１に示す真空度に減圧し、その真空度を維持しながら該乾燥粉体を表１に示す温度および時間で加熱処理した。
乾熱殺菌後に得られた乾燥粉体の光合成色素の含有量、及び該乾燥粉体に含まれる一般生菌数を、それぞれ前述の方法によって分析した。その結果を表１に併記する。【００３０】
［実施例１０］
前記処理室の真空度を０．１ｋＰａ未満に減圧した後、窒素ガスを充分に導入して大気圧（１０１．３ｋＰａ）に戻し、該処理室を窒素雰囲気にして加熱処理を行った以外は、実施例１と同様の方法で乾熱殺菌を行い、得られた乾燥粉体を分析した。その結果を表１に併記する。【００３１】
【表１】
2011052635.tif 000002
【００３２】
以上の実施例１〜１２の結果から、本発明に係る乾熱殺菌法により、乾燥粉体１ｇ当たりの一般生菌数を２０００個以下に殺菌できることが確認された。また、カロテノイド類（ＴＣ：総カロテノイド）の残存率は７０％以上であり、フィコシアニン（ＰＣ）の残存率は５５％以上であり、クロロフィルａ（Ｃｈｌ）の残存率は６０％以上であった。
また、実施例１〜１１では、ＴＣの残存率が、ＰＣ及びＣｈｌの残存率よりも高かった。また、ＰＣ及びＣｈｌの残存率については、実施例１〜８の方が実施例９〜１０よりも顕著に優れていた。【００３３】
［比較例１〜８］
前記乾燥粉体１００ｇをステンレス製の丸型バット（φ１４０ｍｍ）に均一に広げて、該バットを乾熱殺菌装置の処理室へ設置した。つぎに、該乾燥粉体を表２に示す温度および時間で加熱処理した。
乾熱殺菌後に得られた乾燥粉体の光合成色素の含有量、及び該乾燥粉体に含まれる一般生菌数を、それぞれ前述の方法によって分析した。その結果を表２に併記する。【００３４】
［比較例９〜１１］
前記処理室の真空度を０．１ｋＰａ未満に減圧し、その真空度を維持しながら該乾燥粉体を表２に示す温度および時間で加熱処理した。
乾熱殺菌後に得られた乾燥粉体の光合成色素の含有量、及び該乾燥粉体に含まれる一般生菌数を、それぞれ前述の方法によって分析した。その結果を表２に併記する。【００３５】
【表２】
2011052635.tif 000003
【００３６】
比較例１では、単にスプレードライ乾燥したスピルリナ乾燥粉体には、一般生菌が１０，０００個以上存在していた。
比較例２，３，６では、一般生菌数は２０００個以下となり十分に殺菌できているが、ＴＣの残存率が７０質量％を下回っていた。また、比較例９では、十分に殺菌できているが、Ｃｈｌの残存率は６０質量％を下回っており、ＰＣの残存率が５０質量％を下回って著しく低いものであった。
比較例４，５，７，８では、一般生菌数が２０００個を超えているため不十分な殺菌である。比較例７，８は比較例４，５よりも殺菌できているが、ＴＣ残存率が７０質量％を下回っている。なお、比較例４，８の光合成色素残存率は測定しなかった。
比較例１０および１１では、殺菌が不十分であった。これは処理時間が長いものの、処理温度が低いためであると思われる。【００３７】
［実施例１３］
実施例１〜１２とは異なるロットのスピルリナ乾燥粉体１００ｇをステンレス製の丸型バット（φ１４０ｍｍ）に均一に広げて、該バットを乾熱殺菌装置の処理室へ設置した。
つぎに、該処理室を真空ポンプを用いて真空度０．１ｋＰａ未満に減圧し、その真空度を維持しながら該乾燥粉体を１３０℃３時間で加熱処理した。
乾熱殺菌後に得られた乾燥粉体の光合成色素の含有量、及び該乾燥粉体に含まれる一般生菌数を、それぞれ前述の方法によって分析した。その結果を表３に併記する。【００３８】
［実施例１４］
前記処理室の真空度を２０ｋＰａに変更した以外は、実施例１３と同様の方法で乾熱殺菌を行い、得られた乾燥粉体を分析した。その結果を表３に併記する。【００３９】
［実施例１５］
前記処理室を減圧せず、窒素ガスを充分に導入して窒素雰囲気とした状態で加熱処理を行った以外は、実施例１３と同様の方法で乾熱殺菌を行い、得られた乾燥粉体を分析した。その結果を表３に併記する。【００４０】
［実施例１６］
前記処理室の真空度を０．１ｋＰａ未満に減圧した後、窒素ガスを充分に導入して大気圧に戻した状態で加熱処理を行った以外は、実施例１３と同様の方法で乾熱殺菌を行い、得られた乾燥粉体を分析した。その結果を表３に併記する。【００４１】
【表３】
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【００４２】
以上の実施例１３〜１６結果から、本発明に係る乾熱殺菌法により、乾燥粉体１ｇ当たりの一般生菌数を２０００個以下に殺菌できることが確認された。また、カロテノイド類（ＴＣ：総カロテノイド）の残存率は７０質量％以上であり、フィコシアニン（ＰＣ）の残存率は５０質量％以上であり、クロロフィルａ（Ｃｈｌ）の残存率は６０質量％以上であった。また、実施例１３と実施例１４〜１６とを比べると、ＰＣ及びＣｈｌ残存率に関しては実施例１３が顕著に優れていた。【００４３】
以上の結果を総合すると、本発明に係る乾熱殺菌方法によって、藻類の乾燥粉末の有する光合成色素の分解を低減しつつ、該乾燥粉体に含まれる芽胞菌を含む一般生菌を殺菌できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の乾熱殺菌方法は、藻類の乾燥粉末を食品用途や医薬品原料用途に用いる際に広く利用することが可能である。
【国際調査報告】
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